一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统技术方案

本发明专利技术提供一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统，包括测试箱主体（100），测试箱主体（100）内包括振动分系统（10）、内热源模拟分系统（20）、温室环境模拟分系统（30）及气流模拟分系统（40）；振动分系统（10）包括振动台体（11）、水平滑台（12）、功率放大器、冷却单元（32）、隔热垫及控制器；平壁型内热源分系统（20）包括振动联接器（21）、高温加热器（22）、固定灯架（23）及水冷平台（24）；振动联接器（21）包括上部安装盘（211）、环形侧壁（212）、下部安装盘（213）及支撑肋（214）。该系统综合温度、湿度、振动、气流与内热源等多环境因素，能够真实、有效模拟设备产品受多环境因素的影响。效模拟设备产品受多环境因素的影响。效模拟设备产品受多环境因素的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统


[0001]本专利技术涉及环境模拟试验
，具体涉及一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统。

技术介绍

[0002]设备产品在使用、贮存等过程中，由于受到各种自然环境和力学环境的交互作用，功能、性能和寿命均会受到影响，从而降低甚至丧失其性能和作用，甚至会导致各种事故的出现。温度、湿度、振动、气流以及内热环境等因素，对于设备产品的性能和使用寿命影响巨大，由于长期暴露于高温、高湿、高盐雾等大气环境中，设备产品结构和材料很容易产生腐蚀、老化，同时由于使用过程时产生的应力集中，进一步加速疲劳裂纹的扩展，从而导致结构破坏；同时，设备产品受到振动、气流等作用，结构发生变形、损坏等缺陷，导致设备产品失去原有的性能与作用，造成设备产品失效、甚至引发安全事故。
[0003]环境试验是考核、筛选与研究设备产品及其材料环境适应性、暴露设备产品环境失效模式、评价设备产品贮存或使用寿命的重要手段，为设备产品论证、研制、生产、使用等提供技术支撑和保障。然而长期以来，缺少有效的试验方法与试验设备，对设备产品受自然环境和力学环境的影响研究不够，传统的自然环境试验周期长、难以实现快速评估和判断，现有实验室模拟力学性能的测试方法、仍然存在模拟因素不全、综合环境因素欠缺等缺陷，使得目前仍无法真实有效的模拟和测试设备产品全周期内的关键环境因素对其性能和寿命的影响，只能进行大致评估、其与实际工况下的结果相差较大，易出现实际使用过程中的安全隐患。
[0004]因此，如何真实、快速模拟设备产品在实际使用和贮存过程中收温度、湿度、振动、气流、内热源等多因素环境的综合影响，从而真实有效的评判设备产品在实际使用工况中的性能与使用寿命，是目前研究的重点与难点。

技术实现思路

[0005]针对以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统，该系统综合温度、湿度、振动、气流与内热源等多环境因素，能够真实、有效模拟设备产品在实际使用工况中受综合环境因素的影响，从而快速、准确评判出设备产品在真实环境中的使用性能与使用寿命。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统，其特征在于：包括测试箱主体，其特征在于：所述测试箱主体内包括振动分系统、平壁型内热源分系统、温室环境模拟分系统以及气流模拟分系统；所述振动分系统用于模拟设备工况下的振动环境因素，包括振动台体、水平滑台、功率放大器、冷却单元、隔热垫以及控制器；所述平壁型内热源分系统包括振动联接器、高温加热器、固定灯架以及水冷平台；
所述振动联接器为一体成型结构，包括上部安装盘、环形侧壁、下部安装盘以及支撑肋，所述上部安装盘与下部安装盘中部均开设一通孔且上部安装盘底面与下部安装盘顶面之间通过环形侧壁固定连接，上部安装盘、环形侧壁与下部安装盘中轴线共线，所述环形侧壁外圈且绕其中轴线均匀设置多个支撑肋且所述支撑肋分别与上部安装盘、下部安装盘固定连接；所述高温加热器设置在上部安装盘、下部安装盘与环形侧壁形成的空腔内，包括耐高温固定盘、灯管夹具以及加热灯管，所述耐高温固定盘上端面两端分别固定设置一灯管夹具，所述耐高温固定盘上端面中部且位于两个灯管夹具之间均匀设置多个加热灯管且加热灯管之间相互平行，所述加热灯管两端分别被两端的灯管夹具固定，加热灯管一端贯穿耐高温固定盘且位于耐高温固定盘下侧的空腔内；所述环形侧壁位于耐高温固定盘下侧且绕其中轴线对称开设多个方形通孔，所述方形通孔与支撑肋异位，所述固定灯架包括支撑杆与支撑桁架，所述支撑杆与方形通孔对应，所述支撑杆两端分别贯穿两个相互对称的方形通孔且与支撑桁架固定连接，所述支撑杆位于空腔的部分与耐高温固定盘下端面固定连接；所述水冷平台上端面与所述下部安装盘下端面固定连接且水冷平台内均匀设置若干冷却导管，水冷平台下端面与振动台固定连接；所述环形侧壁内壁均匀设置内部隔热层且环形侧壁外壁均匀包裹中间隔热层，所述上部安装盘上端以及支撑肋外壁均匀设置外部隔热层，所述支撑杆与方形通孔之间包裹柔性隔热护套，所述水冷平台与支撑杆之间的空腔内设置底层隔热板，所述底层隔热板与上部安装盘平行且底层隔热板四周与内部隔热层内壁固定连接。
[0007]作进一步优化，所述模拟系统还包括综合控制系统，用于控制振动分系统的控制器、内热源模拟分系统、温室环境模拟分系统及气流模拟分系统等进行工作、数据控制及数据采集。
[0008]作进一步优化，所述温湿环境分系统包括空气调节单元、冷却单元（与振动分系统的冷却单元采用同一冷却单元）以及湿度调节单元；所述空气调节单元包括空气加热装置、空气冷却装置以及空气循环装置；所述冷却单元为制冷压缩机；所述湿度调节单元包括加湿系统与除湿系统；通过制冷压缩机、空气加热装置、空气循环装置以及湿度调节单元对测试箱主体（主要是测试工作室）内的空气温度、湿度进行调节，然后通过空气循环装置（可采用风机循环）将处理后的空气流动起来，形成反复强制循环、进行温度与湿度平衡调节，达到模拟真实工况的目的。
[0009]作进一步优化，所述气流模拟分系统包括长轴风机、风叶、可调节风道以及变频器，所述长轴风机设置在所述测试箱主体一侧侧壁、其输出轴位于测试箱主体内（主要是测试工作室）且与位于可调节风道内部的风叶固定连接；所述可调节风道位于测试工作室内部；所述变频器设置在测试箱主体上、用于调节长轴风机转速；通过长轴风机带动风叶转动、进行气流流速大小的调节；同时，通过调整风道位置及方向、模拟动力舱使用工况下的气流环境。
[0010]作进一步优化，所述振动台体包括支座、磁极组件、驱动组件、减震部件、支承导向系统、护罩以及振动台面；所述磁极组件设置在支座中间的下部；所述驱动组件包括驱动线圈与动圈骨架，所述动圈骨架设置在磁极组件中部的上侧，所述驱动线圈缠绕在动圈骨架上；
所述隔震装置采用空气弹簧，用于对振动台体整体进行隔振；所述支承导向系统包括第一导向装置与第二导向装置，所述第一导向装置设置在磁极组件上侧且位于动圈骨架外圈、包括滚轮与“U”形弹簧，用于保证振动台面波形好、失真度小、横向振动小；所述第二导向装置为静压轴承，位于动圈骨架下侧的磁极组件中部；所述护罩包括第一防护罩与第二防护罩，所述第一防护罩设置在动圈骨架外圈且位于磁极组件上侧，所述第二防护罩设置在磁极组件下侧；所述振动台面位于动圈骨架上侧。
[0011]作进一步优化，所述磁极组件包括下极板、磁缸圈、上极板、中间磁极、下励磁线圈以及上励磁线圈，所述磁缸圈位于下极板与上极板之间，所述中间磁极位于磁缸圈内且中间磁极中轴线、下极板中轴线、上极板中轴线与磁缸圈中轴线共线；所述磁缸圈中部内侧（即靠近中间磁极的一侧）凸出且凸出部下侧设置下励磁线圈、上部设置上励磁线圈，所述下励磁线圈与上励磁线圈叠片绕组采用双圈叠绕结构；通过双磁路结构，不仅提供更稳定的环形磁场、有效降低台面的漏磁场强度，同时克服了单线线轴式绕组励磁线圈内外层绕组冷却不均匀的缺点、保证励磁线圈绕组冷却的均匀性，进一步提高冷却效果、避免振动台高温。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统，包括测试箱主体（100），其特征在于：所述测试箱主体（100）内包括振动分系统（10）、内热源模拟分系统（20）、温室环境模拟分系统（30）以及气流模拟分系统（40）；所述振动分系统（10）包括振动台体（11）、水平滑台（12）、功率放大器、冷却单元（32）、隔热垫以及控制器；所述平壁型内热源分系统（20）包括振动联接器（21）、高温加热器（22）、固定灯架（23）以及水冷平台（24）；所述振动联接器（21）为一体成型结构，包括上部安装盘（211）、环形侧壁（212）、下部安装盘（213）以及支撑肋（214），所述上部安装盘（211）与下部安装盘（213）中部均开设一通孔且上部安装盘（211）底面与下部安装盘（213）顶面之间通过环形侧壁（212）固定连接，上部安装盘（211）、环形侧壁（212）与下部安装盘（213）中轴线共线，所述环形侧壁（212）外圈且绕其中轴线均匀设置多个支撑肋（214）且所述支撑肋（214）分别与上部安装盘（211）、下部安装盘（213）固定连接；所述高温加热器（22）设置在上部安装盘（211）、下部安装盘（213）与环形侧壁（212）形成的空腔内，包括耐高温固定盘（221）、灯管夹具（222）以及加热灯管（223），所述耐高温固定盘（221）上端面两端分别固定设置一灯管夹具（222），所述耐高温固定盘（221）上端面中部且位于两个灯管夹具（222）之间均匀设置多个加热灯管（223）且加热灯管（223）之间相互平行，所述加热灯管（223）两端分别被两端的灯管夹具（222）固定，加热灯管（223）一端贯穿耐高温固定盘（221）且位于耐高温固定盘（221）下侧的空腔内；所述环形侧壁（212）位于耐高温固定盘（221）下侧且绕其中轴线对称开设多个方形通孔（2121），所述方形通孔（2121）与支撑肋（214）异位，所述固定灯架（23）包括支撑杆（231）与支撑桁架（232），所述支撑杆（231）与方形通孔（2121）对应，所述支撑杆（231）两端分别贯穿两个相互对称的方形通孔（2121）且与支撑桁架（232）固定连接，所述支撑杆（231）位于空腔的部分与耐高温固定盘（221）下端面固定连接；所述水冷平台（24）上端面与所述下部安装盘（213）下端面固定连接且水冷平台（24）内均匀设置若干冷却导管（241），水冷平台（24）下端面与振动台固定连接；所述环形侧壁（212）内壁均匀设置内部隔热层（2101）且环形侧壁（212）外壁均匀包裹中间隔热层（2102），所述上部安装盘（211）上端以及支撑肋（214）外壁均匀设置外部隔热层（2103），所述支撑杆（231）与方形通孔（2121）之间包裹柔性隔热护套（2310），所述水冷平台（24）与支撑杆（231）之间的空腔内设置底层隔热板（2122），所述底层隔热板（2122）与上部安装盘（211）平行且底层隔热板（2122）四周与内部隔热层（2101）内壁固定连接。2.根据权利要求1所述的一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统，其特征在于：所述模拟系统还包括综合控制系统。3.根据权利要求1或2所述的一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统，其特征在于：所述温湿环境分系统（30）包括空气调节单元（31）、冷却单元（32）以及湿度调节单元（33）；所述空气调节单元（31）包括空气加热装置、空气冷却装置以及空气循环装置；所述冷却单元（32）为制冷压缩机；所述湿度调节单元（33）包括加湿系统与除湿系统。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种超高温条件下振动的多因素环境模拟系统，其特征在于：所述气流模拟分系统（40）包括长轴风机（41）、风叶（42）、可调节风道（43）以及变频器（44），所述长轴风机（41）设置在所述测试箱主体（100）一侧侧壁、其输出轴位于测试箱主体（400）内且与位于可调节风道（43）内部的风叶（42）固定连接；所述可调节风道（43）位
于测试工作室内部；所述变频器（44）设置在测试箱主体（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴护林，李忠盛，周富，黄安畏，丛大龙，周峰，吴道勋，罗明波，孙彩云，王晓辉，吴永鹏，黄波，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：